3MW风力发电机机架装焊工艺

3MW风力发电机机架焊接工艺

本工程为国电联合动力技术有限公司的3MW风力发电机机架项目。主体结构材料采用Q345E，主要焊缝均采用坡口熔透焊。本结构具有装配精度高，焊接难度大的特点。为保证本结构装焊要求，特制定本方案。 1、机架组成及材料

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图1、 3MW风力发电机机架立体图

①、 机架纵梁 ②、横梁1 ③、横梁2 ④、横梁3 ⑤、端梁 ⑥、耳板 ⑦、端纵梁 ⑧、斜撑

如上图所示，本机架主要由机架纵梁、横梁、耳板、斜撑杆等构件组成，全部采用Q345E材质钢板拼焊而成。其材料化学成分和机械性能应符合国标GB/T1591-2008标准。具体数据参见表1、表2、表3。

进场的钢材除必须有生产钢厂的出厂质量证明书外，应按GB/T1591-2008标准进行复验，做好复验检查记录。用于机架主体结构的30mm及以上厚钢板应购买经过超声波检验合格的钢板，而且进厂后应进行复检，执行标准为《中厚钢板超声波检验方法》（GB/T2970-2004）,质量等级为Ⅱ级。

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表1

表2

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表3

2、施工流程

根据本机架特点，特制定以下施工流程，实际施工中应严格按施工流程进行施工，如有改变应经过工艺部门同意。

材料采购→理化试验→焊接工艺评定→制定焊接工艺指导书

下料→坡口机加工→纵、横梁等箱型部件组焊→部件焊接→热处理→外观检测→无损检测→焊缝修补→矫正变形→胎架总装→焊接→外观检测→整体退火处理→无损检测→回胎架局部矫正→连接端面机械加工→验收 3、焊接工艺

焊接为本结构件加工的关键工序，焊缝质量及焊接顺序的合理性对机架成品的最终质量由很重要的影响，需对焊接全过程加以控制。 3.1焊接方法及焊条（丝）选择

本结构件焊接主要采用气保焊焊接，拼板及部件组装时定位焊、点焊采用手工焊焊接。

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本结构件材料均为Q345E，按照焊条选用原则，气体保护焊焊丝为ER50-3B焊丝，直径1.2mm，其焊丝化学成分和机械性能需符合GB/T8110要求。手工焊条采用E5015低氢碱性焊条，直径3.2mm。 3.2焊接工艺评定

本结构在正式焊接前需进行焊接工艺评定，以确定焊接工艺参数，作为编制正式焊接工艺的依据。焊接工艺评定试验合格方可进入正式批量焊接生产。

根据本结构特点，工艺评定内容如下：

1）、30mm+30mm对接焊接头一件，焊接过程暂按3.3－3.10有关章节内容进行，焊后进行热处理。焊接试样经外观检测及无损检测合格后进行焊接接头的机械性能试验，接头性能各项指标应大于等于母材国标要求的最低性能指标值。

2）、30mm（面板）与8mm（腹板）T型熔透焊接头一件，焊接过程暂按3.3－3.10有关章节内容进行，焊后进行热处理。焊接试样经外观检测及无损检测合格后进行金相检验。 3.3接头基本形式及尺寸

纵、横梁面板、底板拼板对接焊接头，焊前需开坡口，坡口均采用机加工，加工后去毛刺，焊接前焊缝两侧20mm范围内打磨清理干净。对接焊接头坡口形式及尺寸如图3.1。

图3.1、30mm+30mm对接焊双面坡口形式

纵、横梁面板与腹板，底板与腹板之间角焊缝采用熔透焊，腹板开单面坡口，坡口均采用机加工，加工后去毛刺，焊接前焊缝两侧20mm范围内打磨清理干净。角焊缝坡口如图3.2所示。

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图3.2、 熔透角焊缝坡口形式（外侧碳刨清根）

3.4焊接工艺 1）拼板对接焊工艺

主要用于纵、横梁面板对接缝、底板对接缝、腹板对接缝的拼板焊接。

a、坡口如图3.1；对板厚大于25mm的钢板应进行焊前预热，预热温度100度左右。 b、拼板，施定位焊，采用E5015焊条，直径3.2mm。

c、采用气体保护焊焊接，保护气体采用混合气体：80%氩气+20%CO2；气体保护焊焊丝型号：ER50-3B药芯焊丝，直径φ1.2mm；

d、气体保护焊焊正面第一层焊缝（打底焊）；焊丝φ1.2mm，电流180A－220A，电压20-32V，焊速150-300mm／min，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20-40L/mm。

e、气体保护焊焊接正面其余层焊缝（盖面），共3层，焊丝φ1.2mm，电流200A－250A，电压20-32V，焊速150-300mm／min，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20-40L/mm。 同样要求，焊接反面焊缝。 2）纵、横梁等部件组焊工艺

图3.3 纵梁截面

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